卫星随机试验的振动响应分析

介绍基础激励下结构随机振动响应的分析方法,并对某配重卫星轴向和横向的窄带随机激励进行有限元计算。通过对此卫星结构加速度响应的均方根值、累积均方值和功率谱密度等统计量的分析,研究随机振动试验中卫星结构的随机响应,以此考察卫星承受此种动力学环境的能力,为卫星上仪器设备的减振方案设计和提高卫星发射的可靠性提供参考。

舵翼结构对水下航行器尾部振动声辐射的影响

针对带有舵翼的水下航行器尾部结构模型,研究舵翼对水下航行器尾部的振动及声辐射的影响。利用有限元和直接边界元法求解模型在流体中的动态特性。其计算步骤共分为四步:1.利用有限元方法对模型进行划分,并得到模型的“干”模态参数;2.根据上一步得到的结果,利用有限元和直接边界元的混合方法得到模型浸没在流体中的“湿”模态参数;3.将得到的“湿”模态参数进行模态叠加获得模型在内部激励下的响应;4.根据模型表面的位移和速度得到周围流场的声压分布。结果显示舵翼结构与周围流体的相互作用很大,改变其尺寸和刚度会使得模型的声压发生很大的变化,同时流固耦合现象的存在使得模型在水中的频率明显下降,并且模态阶数的顺序也发生了改变。

一种整星隔振器的研制

在不改变卫星和运载火箭结构前提下,针对某型号的配重卫星模型的隔振要求和约束条件,研制出一种新型的整星隔振器,安装在适配器和星箭界面之间,阐述隔振器的设计路线,建立合理的有限元模型,进行隔振器的结构参数灵敏度分析和频率响应计算,最后对整星隔振系统的进行动态性能测试。有限元计算结果和试验数据表明,所研制的整星隔振器能够有效地隔离卫星在宽频带上横向和纵向振动,降低发射时运载火箭传递给卫星的环境载荷。

整星隔振技术的研究现状和发展

为了减小卫星发射时所承受的环境载荷,降低卫星及其设备的质量控制成本,提高卫星发射的可靠性,所以整星隔振技术得以研究和应用。整星隔振是在不改变卫星原结构前提下,重新设计具有隔振效能的适配器,或者在运载火箭和卫星之间引入隔振装置,隔离从星箭界面传递给卫星的轴向或侧向振动。详细介绍了近十年国外整星隔振技术的研究现状,并展望其今后的发展方向。

整星隔振器的隔振性能分析

根据某配重卫星对隔振性能要求,设计出了一种安装在适配器和星箭界面之间的整星隔振器。建立合理的整星隔振系统有限元模型,在星箭界面上分别施加特定的横向和轴向载荷谱,进行随机振动分析,以验证其隔振性能。对比施加隔振器前后的计算结果,说明所研制的整星隔振系统能够有效地隔离高频段卫星的横向和轴向振动,降低运载火箭发射时传递给卫星的环境载荷,提高卫星发射的可靠性。

并联机器人的标定建模

并联机器人标定时测量数据的参考系与其运动参考系不一致将导致系统误差的产生,通过改进标定建模方式将两个参考系统一,并用数值模拟一5自由度并联机器人的标定过程,对比其结果发现改进模型可以完全消除测量的系统误差对并联机器人标定精度的影响,进一步提高并联机器人的标定精度。这种标定建模方式具有很高的实用价值。

3-PPRR三自由度可约移动并联机构的刚度分析和设计

从3-PPRR三自由度可约移动并联机构的单分支受力变形入手,分析了整个机构的刚度,建立了刚度模型。以机构的整体刚度最大为优化目标进行了尺寸设计,使机构所有的尺寸参数都可以表示为驱动参数的线性函数,并得到了机构的刚度同驱动参数的函数关系。分析了机构的整体刚度变化趋势和产生原因,提出了提高机构刚度的若干措施。

整星隔振防摇装置的研究

在研究整星隔振过程中发现,整星的摇晃振动模态和纵向振动模态密切耦合,根据整星隔振系统基频下降的设计限制,仅采用一般的隔振器,其纵向隔振性能不易满足设计指标。针对某卫星的隔振设计要求,提出由七连杆防摇机构和隔振器组成的整星隔振防摇方案,通过有限元模型的模态分析和缩比卫星模型的性能测试,验证此方案的可行性,即在不提高整星的纵向振动模态频率下,提高摇晃振动的模态频率。

五轴并联机床的输入输出速度和力

为解决五轴并联机床的角速度分量的非独立运动导致用速度矢量环法不能直接获得其输入输出速度关系,以及部分外力矩因受约束而不能由输入力来平衡,也将增加其输入输出力分析的难度问题,分析运动平台的运动特点,找到其角速度分量间的关系,得到五轴机床输入输出速度的关系。利用虚功原理,将不作虚功的约束力矩从外力矩中分离出来,得到五轴机床输入输出力的关系。这些分析方法对深入研究5自由度并联机床或并联机构具有较大的参考价值。

整星隔振器动态特性的测试

整星隔振系统由若干个隔振器组成,均匀布置在适配器和星箭界面之间,能有效减小发射阶段卫星所承受的环境载荷,对提高卫星发射的可靠性和降低发射成本具有重要意义,是近十年来航天界发展的一项新兴技术。探讨了隔振器的结构设计形式,通过测试3种不同方案的单个隔振器的动态特性,比较其动态性能参数,对进一步研究整星隔振系统的设计和应用具有一定参考意义。